[發明專利]一種偏振旋轉裝置及激光器偏振合束方法與系統

無效

• 申請號: 201110428371.6
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102566075A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 陳曉華;劉玉鳳
• 申請（專利權）人: 北京凱普林光電科技有限公司
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;H01S5/40;H01S5/06
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余功勛

技術領域

本發明提供了一種偏振旋轉裝置及激光器偏振合束方法與系統，利用該系統可以進行半導體激光器的偏振耦合，實現兩路激光器的合并輸出，屬于激光技術領域。

背景技術

眾所周知，半導體激光器因其體積小、光電轉化效率高及壽命長等優點廣泛應用于各個領域。尤其是高光束質量、高亮度的大功率半導體激光器，在固體激光抽運、材料加工、激光醫療、光纖激光器泵源等領域都有著廣泛的應用和較大的發展前景。

目前，為實現大功率半導體激光器的輸出，大多采用空間光束復合方式，利用反射鏡、波長合束器和偏振合束器來實現光束的合并。偏振合束一般采用兩種方式：一種是用于耦合的兩路半導體激光器具有不同的偏振態，一為S態偏振光一為P態偏振光，兩路光相互垂直入射到偏振合束器上；第二種方式是用于耦合的兩路半導體激光器具有相同的偏振態，在其中一路激光器前放置半波片使其偏振態發生改變，將S態偏振光變成P態偏振光或將P態偏振光變成S態偏振光后入射到偏振合束器上。在第一種方法中，可以直接使用兩種具有不同輸出偏振態的半導體激光器，也可直接將其中一路半導體激光器旋轉90度，使S態偏振光變成P態偏振光或P態偏振光變成S態偏振光，但是這樣會增加整個系統的體積，當用于偏振合束的激光器組件為列陣或是模塊時該問題尤其顯著。在第二種方法中，使用半波片直接將其中一路激光器的偏振方向旋轉90度，可以使用相同偏振態的半導體激光器組件，結構簡單且系統體積小，但是半波片加工成本高，且其加工、安裝精度會嚴重影響合束效果。

發明內容

本發明的目的在于克服現有合束方法中的缺陷，提供了一種更加簡單合理的偏振旋轉裝置及激光器偏振合束方法與系統。

本發明的技術方案為：

一種偏振旋轉裝置，其特征在于包括兩反射鏡3、4，同一入射光在兩反射鏡3、4中的入射面相互垂直。

進一步的，所述反射鏡為平面反射鏡或反射棱鏡的反射面。

一種激光器偏振合束系統，其特征在于包括兩具有相同偏振態的激光器組件1、2，一偏振旋轉裝置，一偏振合束器；激光器組件1輸出端前方設有一使激光器組件1輸出光束的光軸反射到所述偏振合束器一合束輸入側的偏振旋轉裝置，激光器組件2輸出光束的光軸交于所述偏振合束器另一合束輸入側，在所述偏振合束器上兩激光器組件光軸等高；其中，所述偏振旋轉裝置包括兩反射鏡3、4，同一入射光在兩反射鏡3、4中的入射面互相垂直。

進一步的，所述激光器組件前端設有快軸準直透鏡、或慢軸準直透鏡、或快慢軸準直透鏡。

進一步的，兩所述激光器組件分別安裝于熱沉上；所述激光器組件為單管半導體激光器，或半導體激光器列陣，或是包含多個單管激光器或列陣的半導體激光器模塊。

進一步的，所述偏振合束器為PBS棱鏡、或格蘭泰勒棱鏡、或薄膜式平片、或天然雙折射晶體。

進一步的，所述激光器組件2輸出端前方設有一使激光器組件2輸出光束的光軸反射到所述偏振合束器另一合束輸入側的反射鏡，所述反射鏡反射后的光軸高度與所述偏振旋轉裝置反射的光軸高度相等。

一種激光器偏振合束方法，其步驟為：

1)將一激光器組件1輸出的光束經一偏振旋轉裝置進行偏振態的轉換后垂直入射到偏振合束器的一合束輸入側，并調整所述偏振合束器，使該激光器組件的輸出功率最大；

2)將一激光器組件2輸出的光束入射到所述偏振合束器的另一合束輸入側，并調整該激光器組件的光束角度，使所述偏振合束器對兩束輸入光偏振合束輸出功率最大；

其中，在所述偏振合束器上兩激光器組件光軸等高；所述偏振旋轉裝置包括兩反射鏡3、4，同一入射光在兩反射鏡3、4中的入射面互相垂直。

進一步的，所述激光器組件前端設有快軸準直透鏡、或慢軸準直透鏡、或快慢軸準直透鏡。

進一步的，所述激光器組件2輸出端前方設有一使激光器組件2輸出光束的光軸反射到所述偏振合束器另一合束輸入側的反射鏡5，調整該反射鏡5使所述偏振合束器對兩束輸入光偏振合束輸出功率最大。